角動量 - 物理名詞
角動量(angular momentum 在物理學中是和物體到原點的位移和動量相關(guān)的物理量。它表征質(zhì)點矢徑掃過面積速度的大小,或剛體定軸轉(zhuǎn)動的劇烈程度。角動量在物理學中是與物體到原點的位移和動量相關(guān)的物理量。角動量是描述物體轉(zhuǎn)動狀態(tài)的量。又稱動量矩。

定義
一個物體圍繞一個軸旋轉(zhuǎn)時,它的轉(zhuǎn)動慣量與角速度的乘積叫做"角動量"。角動量是一個矢量。角動量在物理學中是與物體到原點的位移和動量相關(guān)的物理量。在經(jīng)典力學中可被定義為物體到原點的位移(矢徑)和其動量的叉積。其中,?表示以質(zhì)點到旋轉(zhuǎn)中心(軸心)的距離(可以理解為半徑)為大小,方向由原點指向物體位置的矢量 - 即矢徑,表示角動量。?表示動量。角動量是矢量,且是軸矢量。
角動量的方向:角動量是兩個矢量的叉乘,在右手坐標系里遵循右手螺旋法則,即右手四指指向矢徑的方向,轉(zhuǎn)過一個小于180度的平面角后四指指向動量的方向,則大拇指所指的方向為角動量的方向。
公式
L = Iω
I 是轉(zhuǎn)動慣量,ω(歐米伽)是角速度。?
角動量在經(jīng)典力學中表示為到原點的位移和動量的叉乘,通常寫做L 。角動量是矢量。
L= r×p
其中,r表示質(zhì)點到旋轉(zhuǎn)中心(軸心)的距離(可以理解為半徑),L表示角動量。p 表示動量。
角動量的方向:角動量是r(參考點到質(zhì)點的距離矢量)叉乘動量,是兩個矢量的叉乘,在右手坐標系里遵循右手螺旋法,即右手四指指向r的方向,轉(zhuǎn)過一個小于180度的平面角后四指指向動量的方向,則大拇指所指的方向。
在不受外力矩作用時,體系的角動量是守恒的。
角動量在量子力學中與角度是一對共軛物理量。
角動量是一種特殊的動量,它的大小取決于轉(zhuǎn)動的速率和轉(zhuǎn)動物體的質(zhì)量分布。
一些注記
1、角動量是描述物體轉(zhuǎn)動狀態(tài)的量。又稱動量矩。
2、角動量是矢量,它在通過O?點的某一軸上的投影就是質(zhì)點對該軸的角動量(標量)。
3、質(zhì)點系或剛體對某點(或某軸)的角動量等于其中各質(zhì)點的動量對該點 - 或該軸)之矩的矢量(或代數(shù)和。
4、角動量的幾何意義是矢徑掃過的面積速度的二倍。角動量守恒定律指出在合外力矩為零時,物體與中心點的連線單位時間掃過的面積不變,在天體運動中表現(xiàn)為開普勒第二定律。
5、角動量在量子力學中與角度是一對共軛物理量。
6、角動量是剛體動力學中與動量對應的概念,它的大小取決于轉(zhuǎn)動的速率和轉(zhuǎn)動物體的質(zhì)量分布。
7、在常見的情況下,角動量和角速度方向相同,但更一般地來講,二者的方向不必相同,甚至在剛體作定軸轉(zhuǎn)動的情況下也是如此(利用向量的三重矢積運算法則可證,此略)。
意義
角動量是描述物體轉(zhuǎn)動狀態(tài)的量。又稱動量矩。如質(zhì)點的質(zhì)量為m,速度為v,它關(guān)于O點的矢徑為r,則質(zhì)點對O點的角動量L=r×mv。角動量是矢量,它通過O 點某一軸上的投影就是質(zhì)點對該軸的角動量(標量)。質(zhì)點系或剛體對某點(或某軸)的角動量等于其中各質(zhì)點的動量對該點 - 或該軸)之矩的矢量(或代數(shù)和。一個質(zhì)量為m的質(zhì)點繞O點作半徑為r的勻速圓周運動,轉(zhuǎn)動角速度為ω,則質(zhì)點對O點的角動量L=r·mv=r·mrω= mr2ω=I0ω,式中I0為質(zhì)點對圓心O的轉(zhuǎn)動慣量。
以角速度ω繞定軸z轉(zhuǎn)動的剛體,其中各點都分別在與z 軸垂直的各平面上作勻速圓周運動,而它們的圓心就是各平面與 z軸的交點。因此,剛體繞z軸轉(zhuǎn)動的角動量L=ri·mivi=ri·mi riω=mi ri2ω=Izω, 式中Iz=mi ri2為剛體對z軸的轉(zhuǎn)動慣量;ri、vi、mi分別為第i 個作圓周運動的質(zhì)點的半徑、 速度和質(zhì)量。 角動量的量綱為L2MT-1,其SI單位為kg·m2/s。
